城市天然气调峰方式分析

城市管道天然气的稳定供应直接关系到市民的正常生活。城市用气由于其月、日、小时用气量的不均衡性,以及用气需求的快速增长,使天然气调峰问题日益突出。对天然气主要调峰方法如储气球罐调峰、高压储气管束调峰、液化天然气调峰、地下储气库调峰、气田上游调峰的工作原理、特点与工艺计算进行了分析,指出了每种调峰方式的适用条件与场合。     

Pipeline Studio与SPS计算长输管道储气调峰探讨

天然气管道储气调峰是最为常见的调峰手段之一,主要表现形式为管道末段储气能力。管道末段储气能力可以采用Pipeline Studio及SPS等工艺软件进行计算。本文运用以上两种软件进行了工艺模拟分析,并对计算结果进行对比,得出了二者的异同。这一分析研究结果有利于在实际应用中根据关注的侧重点选择Pipeline Studio或SPS软件;有利于生产运营单位根据储气调峰量以及用户需求,对天然气管道的日常运行进行科学的管理。     

��Ȼ����������¼������о���Ӧ��

天然气输配的特点是上游天然气的产量是相对均匀的，而下游天然气用气量却是不均匀的：中午和傍晚为用气高峰，用气量很大，半夜时则用气量很少；相对于城市人工煤气而言，天然气供气调峰问题更为突出，务必采用合适的调峰方法，才能使天然气输配系统保持供需平衡。为此，提出了一种应用超音速引射器配套高压储气球罐协同进行天然气调峰的新技术，并对该项技术中的关键设备——超音速引射器进行了设计研究。工程应用表明，该技术是一种非常经济有效的天然气输配调峰新技术，大大提高了天然气储气球罐的利用率，显著改善了天然气供气调峰效果。     

有效的天然气调峰储气技术——地下储气库

有效的天然气调峰技术可确保输气干线高效运行,实现安全平稳供气。为此,分析了国内天然气调峰储气技术的发展状况,指出地下储气库调峰具有库容大、安全性好、储转费低等优点,可从根本上解决城市季节性用气调峰问题,是最主要和经济的城市供气调峰方式;地下储气库应距离城市用户及输气干线较近,其中气藏建库是最经济的储气方式。同时介绍了地下储气库地面工艺技术,探讨了地下储气库新技术的发展趋势,提出了对中国地下储气库建设的建议：①继续增大国家整体储气系数,除满足常规调峰外,在条件许可的情况下,扩大应急供气和战略储备系数;②继续优选建库目标及库址,降低储转气成本,提高气库利用率;③尽快形成调峰供气定价机制,实现地下储气库商业化运作,建议研究天然气储气支持政策,按天然气“季节差价”收取调峰储气费;④利用干线气源的高压力,有条件的分输站利用压差设置LNG液化装置,实现液化调峰;⑤合理布局LNG接受站、LNG液化厂,增加LNG储存及气化设施,实现LNG与地下储气库调峰的相互配合,二者优化运行,最大限度地满足用户调峰需求。     

不同天然气调峰方式经济比选研究

目前,我国天然气调峰能力严重不足。如何根据实际需要选择最佳调峰方式、实现投资效益的最大化是天然气供应商在建设调峰设施过程中必须解决的问题。针对目前不同调峰方式经济比选存在的问题,在研究不同调峰方式经济特点的基础上,提出了按单位调峰成本年值对不同调峰方式进行经济比选。给出了不同调峰方式单位调峰成本年值的计算方法,及不同调峰方式经济比选应注意的问题。     

输气管道配套地下储气库调峰技术

地下储气库具有储气量大、储气成本低等特点,是天然气管道用户的一种重要调峰手段。近几年,华北地区地下储气库在解决用户季节用气不均衡问题上发挥了积极作用。结合大港地下储气库群和陕-京输气系统的实际运行情况,引用工程实践数据验证了地下储气库参与季节调峰、事故应急调峰、日调峰的作用。对地下储气库的调峰作用进行了分析,认为,在我国输气管网日臻完善的形势下,利用管道气源、输气管网与地下储气库有效联合调峰是未来天然气用户系统的调峰趋势,气源是基础、输气管网是辅助、地下储气库是主导。     

西气东输管道运行调峰技术

针对西气东输天然气管道供气用户多、用户类型不同、供气量峰谷变化大等造成管线运行不平稳的突出矛盾，分析了城市用户、工业用户、电厂用户等不同类型用户的用气峰谷变化规律及对管道平稳运行的影响；根据管道现有条件，提出了利用管段末端储气解决日调峰、全线储气解决周调峰、气田调控和储气库解决季节调峰等调峰技术措施,并对联络线调峰方式进行了探讨；同时针对现有储气库设计，提出改进储气库调峰功能的技术建议,尤其要从设备选型上满足储气库解决各类调峰问题的能力。     

城镇天然气燃气管网设计中关键问题分析

本文对城镇天然气燃气管网设计中城市规划和储气调峰两个关键因素进行了分析。     

国内外天然气地下储气库现状调研

天然气管网的最大特点是具有储气调峰功能,有利于保证用户用气的可靠性和安全性。这些功能可用来解决系统的供需矛盾,满足调节用户用气不均衡的需要。地下储气库是世界范围内广泛采用的主要储气调峰方式之一。章比较详细地介绍了迄今为止国内外天然气地下储气库现状,同时还简要介绍了地下储气库设计容量的确定等。     

LNG罐式集装箱调峰和储气能力建设可行性研究——以辽宁省为例

加强储气和调峰能力建设,是推进天然气产供储销体系建设的重要组成部分。尽快形成与国内消费需求相适应的储气能力,并形成完善的调峰和应急机制,是保障天然气稳定供应、提高天然气在一次能源消费中的比重、推进国内能源生产和消费革命、构建清洁低碳和安全高效能源体系的必然要求。通过对辽宁省内燃气管网的管道长度、储气能力和燃气经营企业的实地勘测与调研,采集了辽宁省内14个城市的燃气使用量数据,并结合"十二五"期间辽宁省天然气使用情况与天然气调峰储气设施进行对比,结果表明,辽宁省各市天然气从生产侧、供应侧及需求侧通过长输管线、燃气场站、各压力等级管线等联络构成了较为完整的天然气产业链,建设LNG罐式集装箱储气设施从技术性、安全性、先进性均是可行的。提出辽宁省内采用LNG罐式集装箱建设储气能力的可实施建设初步方案及未来展望。     

中国天然气调峰保供的策略与建议

目前中国天然气供需矛盾较突出,供暖季天然气调峰保供压力较大。为此,在分析中国天然气储运设施调峰保供主要影响因素的基础上,从资源、市场需求及国家能源改革政策等方面阐述了构建中国特色综合调峰保供体系的必要性。研究结果表明:(1)中国天然气储运设施受制于地下储气库建库地质条件复杂、气田放大压差式调峰影响气田开采寿命、LNG调峰成本和安全风险较高、进口管道气存在着中断风险等影响因素,天然气调峰设施建设进度落后于市场发展速度,难以满足天然气调峰需求量的快速增长;(2)多种类型储气设施并存、多渠道资源供气是未来中国天然气调峰保供的常态,需要建立天然气需求淡季重储存、旺季强优化的调峰保供体系,以满足北方供暖区天然气需求量季节性峰谷差巨大的市场。进而提出了中国天然气调峰保供的应对策略与建议:(1)加快推进全国天然气输配管线建设,实现互联互通;(2)因地制宜地发展适合中国国情的天然气调峰设施;(3)大力发展地下储气库,使其成为天然气调峰的首要方式;(4)充分发挥LNG的调峰优势,适度发展LNG调峰设施,提升海陆四大能源通道的综合利用水平;(5)加大天然气供给侧保障力度,确保国产天然气的供应主体地位;(6)积极利用经济杠杆,采取不同的定价机制,确保供气安全。     

华北华东地区天然气季节调峰对比分析探讨

选取天然气用户结构差距较大的华北、华东地区(华北地区选取典型城市北京、天津;华东地区选取典型城市及省份上海、南京及浙江),对比分析不同地域的负荷持续特性、天然气季节调峰理论储气量和调峰成本等问题。计算表明,华北、华东地区理论季节调峰储气量占年用气量分别为31%和4%,华北地区天然气季节调峰成本约为华东地区的7.8倍。建议在华北地区发展以非采暖季用气为主的燃气调峰电厂、季节性调峰LNG液化工厂,提高天然气综合利用水平,改变负荷持续特性,降低调峰成本。     

��ˮ����Ȼ�����´����⼾���Ե�����Ż����з���

城市天然气季节性消费量的变化决定了天然气地下储气库的注采动态运行过程,由于储库地质构造的非均质性以及储层存储和传输流体能力的不同,若库内井的注采量不合理,可能导致局部压力升高过快,使天然气溢失甚至发生危险;或者压力过大,使岩石央架上覆压力增高过猛,底水锥进,降低储层原有的渗流特性,本文通过论文＊＊中所建立的底水驱枯竭气藏天然气地下储气库的注采动态数学模型,在冬,夏季储库的运行分别以压缩机站最小的功率消耗和使城市能获得储库最大的调峰采气量为目标函数,根据其各自约束条件,采用复型调优法,建立了储库冬夏季的最佳运行模型式,为实际地下储气库季节性高优化运行提供理论依据。     

天然气储气调峰大数据信息平台构建

因供需矛盾导致的天然气短缺现象时有发生,除了提高天然气开采量与进口量、加快天然气储气设施建设等应对措施以外,鉴于当下我国已经进入大数据时代,还有必要构建储气调峰大数据信息平台,以便快速、有效地应对上述现象。为此,基于大数据采集、预处理、分布式存储、挖掘分析等技术,构建了以国家级总平台为第一层、省级平台为中间层、企业级平台为基础层的储气调峰大数据信息平台体系,并以2017年供气紧张("气荒")事件为原型,运用情景构建手段进行了模拟分析。研究结果表明:①所构建的"国家级、省级、企业级"三位一体化储气调峰平台体系,能够将政府职能与企业能力进行无缝衔接,充分调动政府与企业间的协调能力;②设计的五层面(资源收集层、数据净化层、信息储存层、分析指导层与可视应用层)天然气储气调峰平台总体框架,能够实现对天然气供需状况与态势的有效预判和储气调峰资源的优化利用。结论认为,2017年"气荒"事件可分解为初始、显现、蔓延与形成4个阶段,利用"空白对照"理论进行的情景构建,可模拟企业级、省级、国家级各层级平台应对天然气短缺现象的处理过程。     

ˮ�������ʹ�����ע�ɾ��Ķ�̬���з���

天然气地下储气库的建造,是从根本上解决城市季节性调峰,平抑供气峰值波动的最合理,有效途径;之一,但由于实际储库地质构造的非均质性以及储层破除放传输流体能力的不同,。在调峰时必须对库内各注采井进行合理的配产,文章通过分析水驱气藏型地下储气库的注采动态特征,建立了库内注采井夏注冬采的数学模型,采用全隐式牛顿迭代法,以储库地层压力和含水饱和度为约束条件,数值模拟出各注采井的注采运行动态,并对其主要影响因素进行了分析,为实际地下储气库的优化运行提供了理论依据。     

��������´�������ʶ�̬������Ч������

大张坨储气库地处我国天津市大港区南5公里的独流碱河的滞洪区内，构造位置处于大港油田板桥油气田构造带的西部，是一个正在进行循环注气开发的凝析气藏－－大港油田板桥油气田B52气藏－－的基础上改建而成的地下储气库，目的层为沙河街组沙一下段板二油组的砂岩储层。该气藏1994年投入循环注气开发，2000年改建为我国第一个天然气地下储气库，并于2000年12月投入冬季调峰生产，已完成了二个冬季调峰采气、一个注气周期的生产，目前正进行注气生产。通过对大张坨储气库运行资料的分析，系统总结了有水气藏改建储气库的生产运行特点和动态规律，对我国其他储气库的建设和运行管理有指导作用。     

建设中国天然气调峰储备与应急系统的建议

天然气调峰储备与应急系统是天然气工业体系中的一个重要组成部分。随着中国天然气市场的快速发展,用气规模的不断提高,迫切需要形成与之相适应的天然气调峰储备应急系统。为此借鉴国内外天然气调峰应急储备系统的已有经验,提出了建设中国天然气调峰储备应急系统的建议,指出了建立中国天然气调峰储备应急系统需要做好的几项工作：建立调峰储备枢纽、建设区域储备调峰中心、做好气田资源性储备、促进储气库建设多样化、理顺储气库建设投资价格体系、倡导储气库建设投资主体的多元化等。这些工作的开展实施,有利于促进天然气调峰储备应急系统的建立,有利于中国天然气业务的均衡快速发展。